Объем расчета и порядок его выполнения

В результате выполнения расчета студент определяет вид тягового элемента, типоразмеры ковша, диаметр барабана и строит траектории полета двух частичек материала.

Расчет с использованием индивидуального задания ведется в изложенной ниже примерной последовательности.

2.1.1. Устанавливают угол внутреннего трения материала в движении и его насыпную плотность ρ [1, табл.1.4; 3, табл.1.1]

2.1.2. Выбирают скорость движения ковшей V, тип ковша и значение коэффициента заполнения ψ [1, табл.2.10; 3, табл.7.8] .

2.1.3. Определяют погонную емкость ковша i/a [1, форм.1.40; 2, форм.1.35].

2.1.4. Выбирают размеры ковша [1, табл.2.11; 3, табл.7.4] .

2.1.5. Уточняют скорость движения ковшей в м/с

V = , (2.1)

где Q - заданная производительность, т/ч;

i - емкость выбранного ковша, л;

a - шаг расстановки ковшей, м;

ψ - коэффициент заполнения ковша;

ρ - насыпная плотность груза, т/м³.

2.1.6. Определяют диаметр барабана (звездочки) при заданной разгрузке:

центробежной D < 0,2 · V ²

гравитационной D > 0,272 · V ² (2.2)

смешанной = 0,236 · V ²

где D - диаметр барабана, м;
V - уточненная скорость движения ковшей, м/с.

Диаметр звездочки определяется по делительной окружности в зависимости от шага цепи и числа зубьев.

Полученные значения диаметров барабана округляют до второго знака после запятой и проверяют по условию

D > (4...6) · L (2.3)

где L - вылет ковша, м.

Выполнение условия (2.3) можно обеспечить за счет:

- увеличения скорости движения ковшей в рекомендуемых пределах и повторения расчета, начиная с п.2.1.2;

- выбора ковша меньших размеров и увеличения его ширины с целью обеспечения погонной емкости, рассчитанной по п.2.1.3.

2.1.7. Вычисляют радиус-векторы логарифмической спирали по уравнению [2, форм.1.2]

R= R_O · (2.4)

где a- угловая переменная, рад;

j - угол внутреннего трения транспортируемого груза в движении;

e - основание натурального логарифма;

R_O - начальное значение радиус-вектора.

R_O = (2.4)

где L - вылет ковша, м;

h- полюсное расстояние, определяемое по формуле (1.1), м.

2.1.8. Вычерчивают в выбранном масштабе (1:2,5; 1:4; 1:5) окружность барабана (звездочки) и на его вертикальной оси показывают полюс.

2.1.9. Из плотной бумаги (картона) в выбранном масштабе вырезают шаблон ковша с ножкой, обеспечивающей его шарнирное крепление в центре барабана, и шаблон логарифмической спирали.

2.1.10. Вращая одновременно ковш относительно оси барабана и логарифмическую спираль относительно полюса, находят положения ковшей, соответствующие моментам начала относительного движения двух из пяти заданных частиц, и начальные значения углов j₀₁ , j₀₂,.

2.1.11. Выполняют графические построения (как показано на рис.5 для точек М₁, М₂) и с учетом их масштаба определяют значения отрезков r₀ (радиус положения плоскости скольжения частицы), lо (координата начального положения частицы), s (путь скольжения частицу до кромки ковша) для всех пяти заданных точек груза.

2.1.12. Выполняя расчеты на компьютере по специальной программе, находят значения угла начала движения j₀ и ωt (угла поворота ковша за время относительного движения), пути скольжения s и относительной скорости в момент начала свободного полета для всех заданных частичек груза.

Исходными данными для расчета являются:

полюсное расстояние, м:....................................................................... HPOL

угловая скорость барабана (звездочки), рад/с:.............................. OMEGA

угол внутреннего трения материала, град:............................................. RO

координата начального положения частицы, м:...................................... L0

путь скольжения частицы до кромки ковша, м:...................................... SK

радиус положения плоскости скольжения частицы:............................... RN

радиус барабана (звездочки), м:......................................................... RBAR

вылет ковша, м скорость тягового элемента, м/с:.................................... LK

скорость тягового элемента, м/с:.............................................................. VT.

При этом значение координаты L0 берется положительным для частичек, плоскость скольжения которых проходит через наружную кромку ковша. Если плоскость скольжения частичек проходит через внутреннюю кромку ковша, значение L0 берется со знаком минус .

2.1.13. По результатам расчета показывают положения всех частичек в момент их отрыва от ковша (от кромки или же от поверхности груза) .

2.1.14. Для двух частичек сравнивают значения углов начала движения, полученных графически (п. 2. 1.10) и расчетом на ЭВМ.

2.1.15. Для двух частичек, одна из которых отрывается от ковша первой, а другая - последней, определяют значения окружных скоростей в момент отрыва и, используя рассчитанные на ЭВМ скорости скольжения, графическим методом находят абсолютные скорости.

2.1.16. Строят траектории полета двух частиц, для которых определялись значения абсолютных скоростей.